Spring（七）核心容器 - 钩子接口

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前言

Spring 提供了非常多的扩展接口，官方将这些接口称之为钩子，这些钩子会在特定的时间被回调，以此来增强 Spring 功能，众多优秀的框架也是通过扩展这些接口，来实现自身特定的功能，如 SpringBoot、mybatis 等。

1、Aware 系列接口

Aware 从字面意思理解就是“知道”、“感知”的意思，是用来获取 Spring 内部对象的接口。Aware 自身是一个顶级接口，它有一系列子接口，在一个 Bean 中实现这些子接口并重写里面的 set 方法后，Spring 容器启动时，就会回调该 set 方法，而相应的对象会通过方法参数传递进去。我们以其中的 ApplicationContextAware 接口为例。

ApplicationContextAware

大部分 Aware 系列接口都有一个规律，它们以对象名称为前缀，获取的就是该对象，所以 ApplicationContextAware 获取的对象是 ApplicationContext 。

public interface ApplicationContextAware extends Aware {

    void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException;
}

ApplicationContextAware 源码非常简单，其继承了 Aware 接口，并定义一个 set 方法，参数就是 ApplicationContext 对象，当然，其它系列的 Aware 接口也是类似的定义。其具体使用方式如下：

public class Test implements ApplicationContextAware {
    
    private ApplicationContext applicationContext;
    
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }
}

在 Spring 启动过程中，会回调 setApplicationContext 方法，并传入 ApplicationContext 对象，之后就可对该对象进行操作。其它系列的 Aware 接口也是如此使用。具体的调用时机会在后面详细介绍。

以下是几种常用的 Aware 接口：

• BeanFactoryAware：获取 BeanFactory 对象，它是基础的容器接口。
• BeanNameAware：获取 Bean 的名称。
• EnvironmentAware：获取 Environment 对象，它表示整个的运行时环境，可以设置和获取配置属性。
• ApplicationEventPublisherAware：获取 ApplicationEventPublisher 对象，它是用来发布事件的。
• ResourceLoaderAware：获取 ResourceLoader 对象，它是获取资源的工具。

2、InitializingBean

InitializingBean 是一个可以在 Bean 的生命周期执行自定义操作的接口，凡是实现该接口的 Bean，在初始化阶段都可以执行自定义的操作。

public interface InitializingBean {

    void afterPropertiesSet() throws Exception;
}

从 InitializingBean 源码中可以看出它有一个 afterPropertiesSet 方法，当一个 Bean 实现该接口时，在 Bean 的初始化阶段，会回调 afterPropertiesSet 方法，其初始化阶段具体指 Bean 设置完属性之后。

该接口使用方式如下：

@Component
public class Test implements InitializingBean {

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("Test 执行初始化");
    }
}

定义启动类：

@SpringBootApplication
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Main.class, args);
    }
}

结果：

...
2020-02-24 08:43:41.435  INFO 26193 --- [ost-startStop-1] o.s.b.w.servlet.FilterRegistrationBean   : Mapping filter: 'httpTraceFilter' to: [/*]
2020-02-24 08:43:41.435  INFO 26193 --- [ost-startStop-1] o.s.b.w.servlet.FilterRegistrationBean   : Mapping filter: 'webMvcMetricsFilter' to: [/*]
Test 执行初始化
2020-02-24 08:43:41.577  INFO 26193 --- [           main] o.s.w.s.handler.SimpleUrlHandlerMapping  : Mapped URL path [/**/favicon.ico] onto handler of type [class org.springframework.web.servlet.resource.ResourceHttpRequestHandler]
2020-02-24 08:43:41.756  INFO 26193 --- [           main] s.w.s.m.m.a.RequestMappingHandlerAdapter : Looking for @ControllerAdvice: org.springframework.boot.web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext@23529fee: startup date [Mon Feb 24 08:43:39 CST 2020]; root of context hierarchy
...

最终，afterPropertiesSet 方法被执行并打印输出语句。

3、BeanPostProcessor

BeanPostProcessor 和 InitializingBean 有点类似，也是可以在 Bean 的生命周期执行自定义操作，一般称之为 Bean 的后置处理器，不同的是，
BeanPostProcessor 可以在 Bean 初始化前、后执行自定义操作，且针对的目标也不同，InitializingBean 针对的是实现 InitializingBean 接口的 Bean，而 BeanPostProcessor 针对的是所有的 Bean。

public interface BeanPostProcessor {

    // Bean 初始化前调用
    default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        return bean;
    }

    // Bean 初始化后调用
    default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        return bean;
    }
}

所有的 Bean 在初始化前、后都会回调接口中的 postProcessBeforeInitialization 和 postProcessAfterInitialization 方法，入参是当前正在初始化的 Bean 对象和 BeanName。值得注意的是 Spring 内置了非常多的 BeanPostProcessor ，以此来完善自身功能，这部分会在后面文章深入讨论。

这里通过自定义 BeanPostProcessor 来了解该接口的使用方式：

// 一般自定义的 BeanPostProcessor 命名格式都是以 BeanPostProcessor 为后缀。
@Component
public class TestBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println(beanName + " 初始化前执行操作");
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println(beanName + " 初始化后执行操作");
        return bean;
    }
}

启动类：

@SpringBootApplication
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Main.class);
    }
}

结果：

...
2020-02-24 23:37:08.949  INFO 26615 --- [           main] com.loong.diveinspringboot.test.Main     : No active profile set, falling back to default profiles: default
2020-02-24 23:37:08.994  INFO 26615 --- [           main] ConfigServletWebServerApplicationContext : Refreshing org.springframework.boot.web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext@2133814f: startup date [Mon Feb 24 23:37:08 CST 2020]; root of context hierarchy
2020-02-24 23:37:09.890  INFO 26615 --- [           main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Multiple Spring Data modules found, entering strict repository configuration mode!
org.springframework.context.event.internalEventListenerProcessor 初始化前执行操作
org.springframework.context.event.internalEventListenerProcessor 初始化后执行操作
org.springframework.context.event.internalEventListenerFactory 初始化前执行操作
org.springframework.context.event.internalEventListenerFactory 初始化后执行操作
main 初始化前执行操作
main 初始化后执行操作
test 初始化前执行操作
Test 执行初始化
test 初始化后执行操作
...
org.springframework.boot.autoconfigure.context.PropertyPlaceholderAutoConfiguration初始化前执行操作
2020-02-24 23:37:13.097  INFO 26615 --- [           main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter        : Registering beans for JMX exposure on startup
2020-02-24 23:37:13.195  INFO 26615 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2020-02-24 23:37:13.207  INFO 26615 --- [           main] com.loong.diveinspringboot.test.Main     : Started Main in 4.657 seconds (JVM running for 5.078)
...

可以看到，输出的结果中不仅包括自定义的 Test，还包括 Spring 内部的 Bean 。

BeanPostProcessor 使用场景其实非常多，因为它可以获取正在初始化的 Bean 对象，然后可以依据该 Bean 对象做一些定制化的操作，如：判断该 Bean 是否为某个特定对象、获取 Bean 的注解元数据等。事实上，Spring 内部也正是这样使用的，这部分也会在后面章节详细讨论。

4、BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor 是 Bean 工厂的后置处理器，一般用来修改上下文中的 BeanDefinition，修改 Bean 的属性值。

public interface BeanFactoryPostProcessor {

    // 入参是一个 Bean 工厂：ConfigurableListableBeanFactory。该方法执行时，所有 BeanDefinition 都已被加载，但还未实例化 Bean。
    // 可以对其进行覆盖或添加属性，甚至可以用于初始化 Bean。
    void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;
}

BeanFactoryPostProcessor 源码非常简单，其提供了一个 postProcessBeanFactory 方法，当所有的 BeanDefinition 被加载时，该方法会被回调。值得注意的是，Spring 内置了许多 BeanFactoryPostProcessor 的实现，以此来完善自身功能。

这里，我们来实现一个自定义的 BeanFactoryPostProcessor：

@Component
public class TestBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        String beanNames[] = beanFactory.getBeanDefinitionNames();
        for (String beanName : beanNames) {
            BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
            System.out.println(beanDefinition);
        }
    }
}

主要是通过 Bean 工厂获取所有的 BeanDefinition 。

接着启动程序：

@SpringBootApplication
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Main.class);
    }
}

结果：

2020-02-25 21:46:00.754  INFO 28907 --- [           main] ConfigServletWebServerApplicationContext : ...
2020-02-25 21:46:01.815  INFO 28907 --- [           main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : ...
Root bean: class [org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor]; scope=; abstract=false; lazyInit=false; autowireMode=0; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; initMethodName=null; destroyMethodName=null
Root bean: class [org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor]; scope=; abstract=false; lazyInit=false; autowireMode=0; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; initMethodName=null; destroyMethodName=null
...
2020-02-25 21:46:04.926  INFO 28907 --- [           main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter        : ...
2020-02-25 21:46:04.989  INFO 28907 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : ...
2020-02-25 21:46:04.993  INFO 28907 --- [           main] com.loong.diveinspringboot.test.Main     : ...

可以看到，BeanDefinition 正确输出，里面是一些 Bean 的相关定义，如：是否懒加载、Bean 的 Class 以及 Bean 的属性等。

5、ImportSelector

ImportSelector 是一个较为重要的扩展接口，通过该接口可动态的返回需要被容器管理的类，不过一般用来返回外部的配置类。可在标注 @Configuration 注解的类中，通过 @Import 导入 ImportSelector 来使用。

public interface ImportSelector {

    // 方法入参是注解的元数据对象，返回值是类的全路径名数组
    String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata);
}

selectImports 方法返回的是类的全路径名。

自定义 ImportSelector：

public class TestImportSelector implements ImportSelector {
    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
        
        if (importingClassMetadata.hasAnnotation("")) {
            // 判断是否包含某个注解
        }
        
        // 返回 Test 的全路径名，Test 会被放入到 Spring 容器中
        return new String[]{"com.loong.diveinspringboot.test.Test"};
    }
}

selectImports 方法中可以针对通过 AnnotationMetadata 对象进行逻辑判断，AnnotationMetadata 存储的是注解元数据信息，根据这些信息可以动态的返回需要被容器管理的类名称。

定义的 Test 类：

public class Test {
    public void hello() {
        System.out.println("Test -- hello");
    }
}

这里，我们没有对 Test 标注 @Component 注解，所以，Test 不会自动加入到 Spring 容器中。

@SpringBootApplication
@Import(TestImportSelector.class)
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication springApplication = new SpringApplication();
        ConfigurableApplicationContext run = springApplication.run(Main.class);
        Test bean = run.getBean(Test.class);
        bean.hello();
    }
}

之后通过 @Import 导入自定义的 TestImportSelector ，前面也说过，@Import 一般配合 @Configuration 使用，而 @SpringBootApplication 中包含了 @Configuration 注解。之后，通过 getBean 方法从容器中获取 Test 对象，并调用 hello 方法。

2020-02-26 08:01:41.712  INFO 29546 --- [           main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter        : Registering beans for JMX exposure on startup
2020-02-26 08:01:41.769  INFO 29546 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2020-02-26 08:01:41.773  INFO 29546 --- [           main] com.loong.diveinspringboot.test.Main     : Started Main in 4.052 seconds (JVM running for 4.534)
Test -- hello

最终，结果正确输出。

6、ImportBeanDefinitionRegistrar

该接口和 ImportSelector 类似，也是配合 @Import 使用，不过 ImportBeanDefinitionRegistrar 更为直接一点，它可以直接把 Bean 注册到容器中。

public interface ImportBeanDefinitionRegistrar {

    public void registerBeanDefinitions(
            AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry);
}

入参除了注解元数据对象 AnnotationMetadata 外，还多了一个 BeanDefinitionRegistry 对象，在前面的文章讲过，该对象定义了关于 BeanDefinition 的一系列的操作，如：注册、移除、查询等。

自定义 ImportBeanDefinitionRegistrar：

public class TestRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
    // 一般通过 AnnotationMetadata 进行业务判断，然后通过 BeanDefinitionRegistry 直接注册 Bean
    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(Test.class);
        beanDefinition.setLazyInit(true);
        registry.registerBeanDefinition(Test.class.getName(), beanDefinition);
    }
}

这里，主要通过 BeanDefinitionRegistry 手动注册 Test 类的 BeanDefinition，并设置懒加载属性。

ImportSelector 和 ImportBeanDefinitionRegistrar 是实现 @Enable 模式注解的核心接口，而 @Enable 模式注解在 Spring、SpringBoot、SpringCloud 中被大量使用，其依靠这些注解来实现各种功能及特性，是较为重要的扩展接口，我们会在后面的文章中反复讨论，包括 ImportSelector 和 ImportBeanDefinitionRegistrar 是如何被 Spring 调用的、以及一些重要的 @Enable 注解实现。

值得注意的是，SpringBoot 外部化配置、自动装配特性就是通过 @Enable 注解配合 ImportSelector 和 ImportBeanDefinitionRegistrar 接口来实现的，这部分在前面的 SpringBoot 系列的文章中已经讨论过，感兴趣的同学可自行翻阅。

7、FactoryBean

FactoryBean 也是一种 Bean，不同于普通的 Bean，它是用来创建 Bean 实例的，属于工厂 Bean，不过它和普通的创建不同，它提供了更为灵活的方式，其实现有点类似于设计模式中的工厂模式和修饰器模式。

Spring 框架内置了许多 FactoryBean 的实现，它们在很多应用如(Spring的AOP、ORM、事务管理)及与其它第三框架(ehCache)集成时都有体现。

public interface FactoryBean<T> {
    // 该方法会返回该 FactoryBean “生产”的对象实例，我们需要实现该方法以给出自己的对象实例化逻辑
    T getObject() throws Exception;

    // Bean的类型
    Class<?> getObjectType();

    // 是否是单例
    default boolean isSingleton() {
        return true;
    }
}

自定义 FactoryBean:

@Component
public class TestFactoryBean implements FactoryBean<Test> {
    @Override
    public Test getObject() throws Exception {

        // 这里可以灵活的创建 Bean，如：代理、修饰

        return new Test();
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return null;
    }
}

Test 类：

public class Test {
    public void hello() {
        System.out.println("Test -- hello");
    }
}

启动类：

@SpringBootApplication
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication springApplication = new SpringApplication();
        ConfigurableApplicationContext run = springApplication.run(Main.class);
        Test bean = (Test) run.getBean("testFactoryBean");
        bean.hello();
    }
}

输出：

2020-02-27 23:16:00.334  INFO 32234 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2020-02-27 23:16:00.338  INFO 32234 --- [           main] com.loong.diveinspringboot.test.Main     : Started Main in 3.782 seconds (JVM running for 4.187)
Test -- hello

可以看到，启动类中 getBean 的参数是 testFactoryBean ，从这可以看出，当容器中的 Bean 实现了 FactoryBean 后，通过 getBean(String BeanName) 获取到的 Bean 对象并不是 FactoryBean 的实现类对象，而是这个实现类中的 getObject() 方法返回的对象。如果想获取 FactoryBean 的实现类，需通过这种方式：getBean(&BeanName)，在 BeanName 之前加上&。

8、ApplicationListener

ApplicationListener 是 Spring 实现事件机制的核心接口，属于观察者设计模式，一般配合 ApplicationEvent 使用。在 Spring 容器启动过程中，会在相应的阶段通过 ApplicationContext 发布 ApplicationEvent 事件，之后所有的 ApplicationListener 会被回调，根据事件类型，执行不同的操作。

public interface ApplicationListener<E extends ApplicationEvent> extends EventListener {

    void onApplicationEvent(E event);
}

在 onApplicationEvent 方法中，通过 instanceof 判断 event 的事件类型。

自定义 ApplicationListener：

@Component
public class TestApplicationListener implements ApplicationListener {
    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
        if (event instanceof TestApplicationEvent) {
            TestApplicationEvent testApplicationEvent = (TestApplicationEvent) event;
            System.out.println(testApplicationEvent.getName());
        }
    }
}

当自定义的 TestApplicationListener 被回调时，判断当前发布的事件类型是否是自定义的 TestApplicationEvent，如果是则输出事件名称。

自定义 TestApplicationEvent：

public class TestApplicationEvent extends ApplicationEvent {

    private String name;

    public TestApplicationEvent(Object source, String name) {
        super(source);
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

启动类：

@SpringBootApplication
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication springApplication = new SpringApplication();
        ConfigurableApplicationContext run = springApplication.run(Main.class);
        run.publishEvent(new TestApplicationEvent(new Main(),"Test 事件"));
    }
}

通过 ApplicationContext 发布 TestApplicationEvent 事件。当然也可以在业务代码中通过 ApplicationContextAware 获取 ApplicationContext 发布事件。

结果：

2020-02-27 08:37:10.972  INFO 30984 --- [           main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter        : Registering beans for JMX exposure on startup
2020-02-27 08:37:11.026  INFO 30984 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2020-02-27 08:37:11.029  INFO 30984 --- [           main] com.loong.diveinspringboot.test.Main     : Started Main in 3.922 seconds (JVM running for 4.367)
Test 事件

ApplicationListener 也被 SpringBoot 进行扩展，来实现自身特定的事件机制。这部分也在前面的文章讨论过，感兴趣的同学可自行翻阅。

最后

Spring 的钩子接口就介绍到这，值得注意的是，Spring 的许多核心功能也是通过其内置的钩子接口来实现的，特别是一些核心注解，如：@Component 和 @Bean 的实现，这些都会在后面的文章一一讨论。

以上就是本章内容，如果文章中有错误或者需要补充的请及时提出，本人感激不尽。